JPH10104460A - 光導波路システム - Google Patents
光導波路システムInfo
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- JPH10104460A JPH10104460A JP9248453A JP24845397A JPH10104460A JP H10104460 A JPH10104460 A JP H10104460A JP 9248453 A JP9248453 A JP 9248453A JP 24845397 A JP24845397 A JP 24845397A JP H10104460 A JPH10104460 A JP H10104460A
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/28—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals
- G02B6/293—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means
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-
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- G02B6/29379—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device
- G02B6/2938—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM
- G02B6/29382—Optical coupling means having data bus means, i.e. plural waveguides interconnected and providing an inherently bidirectional system by mixing and splitting signals with wavelength selective means characterised by the function or use of the complete device for multiplexing or demultiplexing, i.e. combining or separating wavelengths, e.g. 1xN, NxM including at least adding or dropping a signal, i.e. passing the majority of signals
- G02B6/29383—Adding and dropping
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
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- G02B6/14—Mode converters
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Communication System (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】付加／除去多重化装置やパワーコンバイナの中
のモード結合グレーティング及びモード識別結合器を改
善して光導波路システムを提供する。 【解決手段】改善されたＭＤＣと反射型ＭＣＧを有する
光導波路システムを実現させる。これらの構成部分は、
単一波長のみの光で動作する光導波路システムへとに取
り入れることができるが、多波長システム（例えばＷＤ
Ｍシステム）、又は異なる波長の複数のポンプ放射源を
有するシステムにおいて用いることができる。本発明
は、波長λiの光源を有する光導波路システムにおいて
用いることができる。このシステムは前記波長λiの光
の利用手段、及び、前記の光源を前述の利用手段へ最適
接続する光導波路パスをさらに有する。
のモード結合グレーティング及びモード識別結合器を改
善して光導波路システムを提供する。 【解決手段】改善されたＭＤＣと反射型ＭＣＧを有する
光導波路システムを実現させる。これらの構成部分は、
単一波長のみの光で動作する光導波路システムへとに取
り入れることができるが、多波長システム（例えばＷＤ
Ｍシステム）、又は異なる波長の複数のポンプ放射源を
有するシステムにおいて用いることができる。本発明
は、波長λiの光源を有する光導波路システムにおいて
用いることができる。このシステムは前記波長λiの光
の利用手段、及び、前記の光源を前述の利用手段へ最適
接続する光導波路パスをさらに有する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、付加／除去多重化
装置やパワーコンバイナの中のモード結合グレーティン
グ（ＭＣＧ）及びモード識別結合器（ＭＤＣ）からなる
光導波路システムに関する。
装置やパワーコンバイナの中のモード結合グレーティン
グ（ＭＣＧ）及びモード識別結合器（ＭＤＣ）からなる
光導波路システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】波長分割多重化（ＷＤＭ）光ファイバ通
信システムでは、光ファイバは、異なる波長の光に多く
の異なる通信チャネルを運ぶ。このようなシステムの利
用においては、ファイバにチャネルを付加することやフ
ァイバからチャネルを選択的に除去することをしばしば
必要とする。
信システムでは、光ファイバは、異なる波長の光に多く
の異なる通信チャネルを運ぶ。このようなシステムの利
用においては、ファイバにチャネルを付加することやフ
ァイバからチャネルを選択的に除去することをしばしば
必要とする。
【０００３】これら両方の機能は、アクセスポイント又
はノードとして知られる伝送パス上の複数の位置で通常
行われる。チャネルは、伝送するために付加され、宛先
にて除去される。
はノードとして知られる伝送パス上の複数の位置で通常
行われる。チャネルは、伝送するために付加され、宛先
にて除去される。
【０００４】付加／除去(add/drop)多重化の一つの方法
は、バルク光学部品を用いる。共通のファイバ内の到来
する波長は、回析グレーティングによって空間的に分け
られ、別個の出力ファイバへと結合される。しかし、こ
の技術は高価であり、自由空間から光ファイバへと光を
結合する必要性から精密な機械的アライメント必要とす
る。この経費とアライメントの問題は、波長チャネルの
数に従って深刻になる。
は、バルク光学部品を用いる。共通のファイバ内の到来
する波長は、回析グレーティングによって空間的に分け
られ、別個の出力ファイバへと結合される。しかし、こ
の技術は高価であり、自由空間から光ファイバへと光を
結合する必要性から精密な機械的アライメント必要とす
る。この経費とアライメントの問題は、波長チャネルの
数に従って深刻になる。
【０００５】一つのアームに反射屈折率のグレーティン
グを有する従来のファイバ接続は、除去装置として機能
できる。しかしながら、この除去装置は、生来的に６ｄ
Ｂより大きい損失があり、これは通常は許容できない。
グを有する従来のファイバ接続は、除去装置として機能
できる。しかしながら、この除去装置は、生来的に６ｄ
Ｂより大きい損失があり、これは通常は許容できない。
【０００６】２つの従来技術のファイバ結合器を直列で
有し、これらの結合器の間に精密に整合されたグレーテ
ィングを有する装置は、低損失除去装置として原則的に
機能する。しかしながら、このような装置（バランス型
マッハ・ツェーンダー）に必要とされる条件は厳しく、
この装置は実際にはプレーナ導波路においてのみ実現さ
れ、このような装置は生産が非常に困難である。
有し、これらの結合器の間に精密に整合されたグレーテ
ィングを有する装置は、低損失除去装置として原則的に
機能する。しかしながら、このような装置（バランス型
マッハ・ツェーンダー）に必要とされる条件は厳しく、
この装置は実際にはプレーナ導波路においてのみ実現さ
れ、このような装置は生産が非常に困難である。
【０００７】最後に、長い相互作用領域を有する溶融結
合器の中央部内に描かれた屈折率グレーティングを有す
る低損失除去装置が、最近提案された。このような装置
は、大量生産できない。
合器の中央部内に描かれた屈折率グレーティングを有す
る低損失除去装置が、最近提案された。このような装置
は、大量生産できない。
【０００８】従って、受動付加／除去多重化等の機能を
有する比較的低コストで信頼性のある、低損失な導波路
装置の必要性がある。
有する比較的低コストで信頼性のある、低損失な導波路
装置の必要性がある。
【０００９】米国特許第４８２８３５０号（３５０特
許）には、例えば図１１及び対応する本文（段落１３〜
１５）にて、波長λ1，λ2，・・・λNの光から特定の
波長、例えばλ1の光を分離すると述べられている。記
述されているように、この装置の組み合わせは、ＷＤＭ
光ファイバ通信システムにて除去機能を行うことに適し
ていると思われる。しかしながら、従来技術の装置の組
み合わせは、以下に示す欠点がある。
許）には、例えば図１１及び対応する本文（段落１３〜
１５）にて、波長λ1，λ2，・・・λNの光から特定の
波長、例えばλ1の光を分離すると述べられている。記
述されているように、この装置の組み合わせは、ＷＤＭ
光ファイバ通信システムにて除去機能を行うことに適し
ていると思われる。しかしながら、従来技術の装置の組
み合わせは、以下に示す欠点がある。
【００１０】３５０特許の装置の組み合わせは、モード
セレクタ８１２を含み、このモードセレクタは、基本モ
ード（ＬＰ01）放射が通り抜けて通過することを許す
が、高次モード（ＬＰ11）放射をモードセレクタの１つ
のファイバから他のファイバへ結合する。本明細書はこ
のような部品をモード識別結合又はＭＤＣと呼ぶ。
セレクタ８１２を含み、このモードセレクタは、基本モ
ード（ＬＰ01）放射が通り抜けて通過することを許す
が、高次モード（ＬＰ11）放射をモードセレクタの１つ
のファイバから他のファイバへ結合する。本明細書はこ
のような部品をモード識別結合又はＭＤＣと呼ぶ。
【００１１】モードセレクタは、シングルモードファイ
バとマルチモードファイバからなるものとして３５０特
許全体で述べられている。しかしながら、３５０特許の
段落１２、１〜４行では、モードセレクタが２つの異な
る種類のマルチモードファイバを有することを記述して
いる。
バとマルチモードファイバからなるものとして３５０特
許全体で述べられている。しかしながら、３５０特許の
段落１２、１〜４行では、モードセレクタが２つの異な
る種類のマルチモードファイバを有することを記述して
いる。
【００１２】３５０特許の図１１は、グレーティングリ
フレクタ８２０を含み、このグレーティングリフレクタ
８２０は他の波長を伝送する間、与えられた波長（例え
ばλ1）の基本モード（ＬＰ01）放射を高次モード（Ｌ
Ｐ11）放射として反射するように機能する。グレーティ
ングリフレクタ８２０は米国特許第４９８６６２４号に
開示されている。
フレクタ８２０を含み、このグレーティングリフレクタ
８２０は他の波長を伝送する間、与えられた波長（例え
ばλ1）の基本モード（ＬＰ01）放射を高次モード（Ｌ
Ｐ11）放射として反射するように機能する。グレーティ
ングリフレクタ８２０は米国特許第４９８６６２４号に
開示されている。
【００１３】我々が現在理解しているところによれば、
グレーティングリフレクタ８２０は、一般に与えられた
波長λiにおいて偶モード及び奇モード（例えばＬＰ01
とＬＰ1 1）の効率的な結合に適していない。それは分極
依存及びグレーティング変調（放射幅）の制御制限され
るためであり、また集積構造でなくそのため信頼性に欠
けるからである。
グレーティングリフレクタ８２０は、一般に与えられた
波長λiにおいて偶モード及び奇モード（例えばＬＰ01
とＬＰ1 1）の効率的な結合に適していない。それは分極
依存及びグレーティング変調（放射幅）の制御制限され
るためであり、また集積構造でなくそのため信頼性に欠
けるからである。
【００１４】米国特許第５２１６７３９号（７３９特
許）はブレーズ透過型（長時間）グレーティング（モー
ド変換器）を記述しており、これは入射ＬＰ01放射の透
過ＬＰ11放射への変換に適している。しかしながら、７
３９特許のモード変換器は、発明者に従えば、複雑なス
ペクトル応答を有する。このような応答は一般に、この
ような装置の有用性を制限する。
許）はブレーズ透過型（長時間）グレーティング（モー
ド変換器）を記述しており、これは入射ＬＰ01放射の透
過ＬＰ11放射への変換に適している。しかしながら、７
３９特許のモード変換器は、発明者に従えば、複雑なス
ペクトル応答を有する。このような応答は一般に、この
ような装置の有用性を制限する。
【００１５】上記のT.A.Strasserによる特許出願は、反
射型ＭＣＧを記述し、この反射型ＭＣＧは、与えられた
波長λiの反射の対称的な基本空間モード（例えばＬＰ
01）及び高次空間モード（例えばＬＰ11）を、実質的に
第１波長近くのいかなる第２波長における望まない結合
（通常基本モード放射の反射）なしで効率的に結合する
ことができる。そのようなＭＣＧは、本発明の好ましい
実施例に用いられている。
射型ＭＣＧを記述し、この反射型ＭＣＧは、与えられた
波長λiの反射の対称的な基本空間モード（例えばＬＰ
01）及び高次空間モード（例えばＬＰ11）を、実質的に
第１波長近くのいかなる第２波長における望まない結合
（通常基本モード放射の反射）なしで効率的に結合する
ことができる。そのようなＭＣＧは、本発明の好ましい
実施例に用いられている。
【００１６】以下には、本明細書で用いる用語及びそれ
らの定義を説明する。光導波路内の電磁場の空間モード
を、従来の方法で表す。例として、従来の光ファイバに
おける空間モードを、ＬＰ01，ＬＰ11，ＬＰ02，・・・
と表し、ＬＰ01は（対称又は偶数）基本モード、ＬＰ11
は（非対称又は奇数）第１高次モード、・・・である。
らの定義を説明する。光導波路内の電磁場の空間モード
を、従来の方法で表す。例として、従来の光ファイバに
おける空間モードを、ＬＰ01，ＬＰ11，ＬＰ02，・・・
と表し、ＬＰ01は（対称又は偶数）基本モード、ＬＰ11
は（非対称又は奇数）第１高次モード、・・・である。
【００１７】また、（円状対称な）光ファイバ以外の導
波路（例えばプレーナ導波路）のモードを従来の方法で
示す。
波路（例えばプレーナ導波路）のモードを従来の方法で
示す。
【００１８】簡明さのため、ＬＰ01モードを（０，１）
と表し、ＬＰ11モードを（１，１）と表し、そして一般
にＬＰm,nモード（ｍ≧０，ｎ≧１）を（ｍ、ｎ）と表
す。
と表し、ＬＰ11モードを（１，１）と表し、そして一般
にＬＰm,nモード（ｍ≧０，ｎ≧１）を（ｍ、ｎ）と表
す。
【００１９】関心事の電磁放射は、しばしば光として述
べるが、放射は通常赤外放射である。これは説明の簡明
さのためであり、いかなる波長制限も意味しない。与え
られた波長（例えばλi）において２つの空間モード、
（例えば（０，１）と（ｍ，ｎ））の間の最適結合と
は、与えられたグレーティングの周期的指数変調に関す
る２つのモード間結合の最大可能な結合を意味する。
べるが、放射は通常赤外放射である。これは説明の簡明
さのためであり、いかなる波長制限も意味しない。与え
られた波長（例えばλi）において２つの空間モード、
（例えば（０，１）と（ｍ，ｎ））の間の最適結合と
は、与えられたグレーティングの周期的指数変調に関す
る２つのモード間結合の最大可能な結合を意味する。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は以上のよう
に、付加／除去多重化装置やパワーコンバイナの中のモ
ード結合グレーティング及びモード識別結合器を改善し
て光導波路システムを提供することを目的とする。
に、付加／除去多重化装置やパワーコンバイナの中のモ
ード結合グレーティング及びモード識別結合器を改善し
て光導波路システムを提供することを目的とする。
【００２１】
【課題を解決するための手段】広い視点では本発明は、
改善されたＭＤＣと反射型ＭＣＧを有する光導波路シス
テムを実現させる。これらの構成部分は、単一波長のみ
の光で動作する光導波路システムへとに取り入れること
ができるが、多波長システム（例えばＷＤＭシステ
ム）、又は異なる波長の複数のポンプ放射源を有するシ
ステムにおいて用いることができる。
改善されたＭＤＣと反射型ＭＣＧを有する光導波路シス
テムを実現させる。これらの構成部分は、単一波長のみ
の光で動作する光導波路システムへとに取り入れること
ができるが、多波長システム（例えばＷＤＭシステ
ム）、又は異なる波長の複数のポンプ放射源を有するシ
ステムにおいて用いることができる。
【００２２】本発明は、波長λiの光源を有する光導波
路（一般に必要でない光ファイバ以外）システムにおい
て用いることができる。このシステムは前記波長λiの
光の利用手段、及び、前記の光源を前述の利用手段へ最
適接続する光導波路パスをさらに有する。導波路パス
は、光源と利用手段の間に配置した装置の組み合わせか
らなり、これはＭＤＣと反射モード結合手段を有する。
路（一般に必要でない光ファイバ以外）システムにおい
て用いることができる。このシステムは前記波長λiの
光の利用手段、及び、前記の光源を前述の利用手段へ最
適接続する光導波路パスをさらに有する。導波路パス
は、光源と利用手段の間に配置した装置の組み合わせか
らなり、これはＭＤＣと反射モード結合手段を有する。
【００２３】ＭＤＣは４ポート結合器であり、この４ポ
ート結合器は第２マルチモード光導波路へとエバネッセ
ント場結合した第１マルチモード光導波路を有し、この
エバネッセント場結合は前記マルチモード光導波路の１
つにおけるＭＤＣへと入る基本空間モードでの波長λi
の光が前記１つのマルチモード光導波路におけるＭＤＣ
を通って伝搬するように選択され、前記１つのマルチモ
ード光導波路上のＭＤＣへと入る高次空間モードにおけ
る波長λiの光は、ＭＤＣにおいて他の前記他のマルチ
モード光導波路へと結合する。
ート結合器は第２マルチモード光導波路へとエバネッセ
ント場結合した第１マルチモード光導波路を有し、この
エバネッセント場結合は前記マルチモード光導波路の１
つにおけるＭＤＣへと入る基本空間モードでの波長λi
の光が前記１つのマルチモード光導波路におけるＭＤＣ
を通って伝搬するように選択され、前記１つのマルチモ
ード光導波路上のＭＤＣへと入る高次空間モードにおけ
る波長λiの光は、ＭＤＣにおいて他の前記他のマルチ
モード光導波路へと結合する。
【００２４】さらに、反射モード結合手段はマルチモー
ド光導波路を含み、これは、ピッチΛ＜１μｍ及びブレ
ーズ角θ＞３゜のブレーズ屈折率グレーティングを有す
る。Λ及びθは、基本空間モードの波長λiの光を高次
空間モード内の光としてグレーティングが反射するよう
に選択され、また、このグレーティングが 本質的にい
かなる波長λjの光をも反射しないように選択される。
ここでλiとλjの両方は、スペクトル幅Δλ≦１０ｎｍ
（より一般的には約λi／１００以内）である。
ド光導波路を含み、これは、ピッチΛ＜１μｍ及びブレ
ーズ角θ＞３゜のブレーズ屈折率グレーティングを有す
る。Λ及びθは、基本空間モードの波長λiの光を高次
空間モード内の光としてグレーティングが反射するよう
に選択され、また、このグレーティングが 本質的にい
かなる波長λjの光をも反射しないように選択される。
ここでλiとλjの両方は、スペクトル幅Δλ≦１０ｎｍ
（より一般的には約λi／１００以内）である。
【００２５】例として、λiとλjは、ＷＤＭ光ファイバ
通信システムの異なるチャネルに対応し、あるいはλi
とλjは、光ファイバ増幅器又はレーザーの異なるポン
プ波長である。もし光導波路システムが光ファイバシス
テム（円状に対称な断面を有するファイバ）ならば、基
本モードはＬＰ01であり（０，１）と表し、そして高次
モードは一般に（必要ではないが）ＬＰ11であり（１，
１）と表す。
通信システムの異なるチャネルに対応し、あるいはλi
とλjは、光ファイバ増幅器又はレーザーの異なるポン
プ波長である。もし光導波路システムが光ファイバシス
テム（円状に対称な断面を有するファイバ）ならば、基
本モードはＬＰ01であり（０，１）と表し、そして高次
モードは一般に（必要ではないが）ＬＰ11であり（１，
１）と表す。
【００２６】以下において本発明は特定の種類の光導波
路、光ファイバに関して説明するが、本発明は、光ファ
イバに制限されず、例えば四角形コア断面を有するプレ
ーナ導波路のような他の導波構造を有する。このような
導波路は、分極依存性（即ち電場ベクトルの方向に依存
する:polarization dependent）の光特性を有する。ま
た、このような導波路は対称（ＴＸ00で表し、ここでＸ
＝Ｅ又はＭ；いずれかは分極に依存する）である基本モ
ードと、及び高次モード（例えば、ＴＥ00やＴＭ01）と
を有する。本発明はこのような導波路構造に直接応用で
き、モード変換の問題点及び解決手段は以下に説明する
光ファイバの場合と実質的に同じである。
路、光ファイバに関して説明するが、本発明は、光ファ
イバに制限されず、例えば四角形コア断面を有するプレ
ーナ導波路のような他の導波構造を有する。このような
導波路は、分極依存性（即ち電場ベクトルの方向に依存
する:polarization dependent）の光特性を有する。ま
た、このような導波路は対称（ＴＸ00で表し、ここでＸ
＝Ｅ又はＭ；いずれかは分極に依存する）である基本モ
ードと、及び高次モード（例えば、ＴＥ00やＴＭ01）と
を有する。本発明はこのような導波路構造に直接応用で
き、モード変換の問題点及び解決手段は以下に説明する
光ファイバの場合と実質的に同じである。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は光ファイバに関して３５０
特許のモードセレクタと異なるＭＤＣの概略図であり、
ＭＤＣ１０内のファイバは、同種類でないマルチモード
ファイバであり、一般的なデュアルモードファイバであ
る。図１には、第１光ファイバ１１、第２光ファイバ１
２、結合領域１３、第１結合ポート１４、第２結合ポー
ト１５、第３結合ポート１６、第４結合ポート１７があ
り、「×」で示した結合ポート１４、１６、１７へと従
来の方法（例えば溶融スプライス）によって光が透過す
るように接続された従来の光ファイバ１９１〜１９３が
ある。光ファイバ１９１、１９３は、マルチモード光フ
ァイバ（典型的にはデュアルモード光ファイバ）であ
り、光ファイバ１９２は、 シングルモード光ファイバ
である。入力放射１８（例えば、波長λ1,λ2,...λN
のＷＤＭ放射）は、従来の基本モード（０，１）に加え
て、高次モード（例えば、（１，１））からなるＮチャ
ネルのうちの少なくとも１つ（例としてλ1）を有す
る。ＭＤＣはこのように高次モードの放射を基本モード
の放射から分離する。第１ポート１４の全てのλ1放射
がＬＰ11空間モードであれば、全てのλ1放射が第４ポ
ート１７に本質的に現れる。
特許のモードセレクタと異なるＭＤＣの概略図であり、
ＭＤＣ１０内のファイバは、同種類でないマルチモード
ファイバであり、一般的なデュアルモードファイバであ
る。図１には、第１光ファイバ１１、第２光ファイバ１
２、結合領域１３、第１結合ポート１４、第２結合ポー
ト１５、第３結合ポート１６、第４結合ポート１７があ
り、「×」で示した結合ポート１４、１６、１７へと従
来の方法（例えば溶融スプライス）によって光が透過す
るように接続された従来の光ファイバ１９１〜１９３が
ある。光ファイバ１９１、１９３は、マルチモード光フ
ァイバ（典型的にはデュアルモード光ファイバ）であ
り、光ファイバ１９２は、 シングルモード光ファイバ
である。入力放射１８（例えば、波長λ1,λ2,...λN
のＷＤＭ放射）は、従来の基本モード（０，１）に加え
て、高次モード（例えば、（１，１））からなるＮチャ
ネルのうちの少なくとも１つ（例としてλ1）を有す
る。ＭＤＣはこのように高次モードの放射を基本モード
の放射から分離する。第１ポート１４の全てのλ1放射
がＬＰ11空間モードであれば、全てのλ1放射が第４ポ
ート１７に本質的に現れる。
【００２８】上述のモード識別特性を有する結合器は、
位相合致の方法を用いて設計及び作ることができる。こ
の方法は、（０，１）モードの伝搬定数β01が２つのフ
ァイバにおいて互いに異なり、用いた高次モードの伝搬
定数β11が２つのファイバにおいて本質的に同一である
ように、２つのマルチモードファイバを選ぶことを伴
う。この条件は、λ〜１．５３μｍに対してファイバの
一方が直径６．２５μｍで特性パラメータα＝５、Δ＝
１．６３６％のグレーデッドインデックスコアを有する
場合、あるいは同じ直径でΔ＝１．２％のステップイン
デックスコアを有する場合に満たされる。図２には、こ
のような２つのファイバの（０，１）及び（１，１）モ
ードに対する計算された有効屈折率を波長の関数として
示した。与えられた波長λのモード（ｍ，ｎ）の有効屈
折率が分かれば、そのモードの伝搬定数は周知の関係、
βmn＝（２πｎeff）／λ（ここで、ｎeffは（ｍ，ｎ）
モードの有効屈折率）によって容易に決めることができ
る。
位相合致の方法を用いて設計及び作ることができる。こ
の方法は、（０，１）モードの伝搬定数β01が２つのフ
ァイバにおいて互いに異なり、用いた高次モードの伝搬
定数β11が２つのファイバにおいて本質的に同一である
ように、２つのマルチモードファイバを選ぶことを伴
う。この条件は、λ〜１．５３μｍに対してファイバの
一方が直径６．２５μｍで特性パラメータα＝５、Δ＝
１．６３６％のグレーデッドインデックスコアを有する
場合、あるいは同じ直径でΔ＝１．２％のステップイン
デックスコアを有する場合に満たされる。図２には、こ
のような２つのファイバの（０，１）及び（１，１）モ
ードに対する計算された有効屈折率を波長の関数として
示した。与えられた波長λのモード（ｍ，ｎ）の有効屈
折率が分かれば、そのモードの伝搬定数は周知の関係、
βmn＝（２πｎeff）／λ（ここで、ｎeffは（ｍ，ｎ）
モードの有効屈折率）によって容易に決めることができ
る。
【００２９】上述の位相合致の方法は３５０特許のもの
と異なる。３５０特許はシングルモード光ファイバ及び
マルチモード光ファイバを必要とし、前者のβ01は後者
のβ11と同じで、後者のβ01と実質的に異なる。
と異なる。３５０特許はシングルモード光ファイバ及び
マルチモード光ファイバを必要とし、前者のβ01は後者
のβ11と同じで、後者のβ01と実質的に異なる。
【００３０】与えられた屈折率分布のファイバにおける
与えられたモードの有効屈折率は既知のアルゴリズムに
よって容易に計算できる。文献、T. Lenahan著 Bell Sy
stemTechnical Journal, Vol 62, p. 2663 (1983)を見
るとよい。このプロセスは逆にしてもよく、所望の伝搬
定数を与える屈折率特性を決めることができる。そし
て、所望の屈折率特性を有する光ファイバを既知の技術
（例えば、ＭＣＶＤ法）によって用意する。所定の屈折
率特性のファイバが用意されると、ＭＤＣは適切なプロ
セス（例えば、３５０特許の研磨技術、あるいは従来の
溶融ファイバ結合器を作る技術と類似する溶融及び牽引
技術）により作ることができる。ファイバを適切に選択
すると、コアの間の距離及び有効結合長さの距離は所望
の機能（即ち、あるファイバから別のファイバへの高次
モードの実質的に全ての結合、及びあるファイバから別
のファイバへの基本モードの実質的なゼロ結合）を達成
させる。
与えられたモードの有効屈折率は既知のアルゴリズムに
よって容易に計算できる。文献、T. Lenahan著 Bell Sy
stemTechnical Journal, Vol 62, p. 2663 (1983)を見
るとよい。このプロセスは逆にしてもよく、所望の伝搬
定数を与える屈折率特性を決めることができる。そし
て、所望の屈折率特性を有する光ファイバを既知の技術
（例えば、ＭＣＶＤ法）によって用意する。所定の屈折
率特性のファイバが用意されると、ＭＤＣは適切なプロ
セス（例えば、３５０特許の研磨技術、あるいは従来の
溶融ファイバ結合器を作る技術と類似する溶融及び牽引
技術）により作ることができる。ファイバを適切に選択
すると、コアの間の距離及び有効結合長さの距離は所望
の機能（即ち、あるファイバから別のファイバへの高次
モードの実質的に全ての結合、及びあるファイバから別
のファイバへの基本モードの実質的なゼロ結合）を達成
させる。
【００３１】上述のＭＤＣは、他の光学部品（例えば、
反射型又は透過型ＭＣＧのさらなるＭＤＣ）と組合わさ
り、いかに述べるような所望の機能を有する装置を得
る。好ましい実施例では、この反射型ＭＣＧはT. A. St
rasserによる特許出願に開示された種類の反射型ＭＣＧ
である。
反射型又は透過型ＭＣＧのさらなるＭＤＣ）と組合わさ
り、いかに述べるような所望の機能を有する装置を得
る。好ましい実施例では、この反射型ＭＣＧはT. A. St
rasserによる特許出願に開示された種類の反射型ＭＣＧ
である。
【００３２】除去多重化装置 図３には低損失除去多重化装置によって本発明の原理を
説明する。この装置３０は、図１に示したようにＭＤＣ
を有する。ファイバ３１、３２は、シングルモードファ
イバであり、ファイバ３３、３４は、マルチモードファ
イバである。ＷＤＭシングルモード（０，１）放射（λ
1,λ2,...λN）はファイバ３４の結合領域にわたって本
質的に変化せずに伝搬し、この結合領域は、ブレーズ屈
折率グレーティング３５からなる。所定の波長（例え
ば、λ1）の放射は、グレーティングによって高次空間
モード（例えば、（１，１））で反射する。この（１，
１）放射は、第２ファイバ１２へと結合され、ファイバ
３３へ向かってこの中へと伝搬する。ここで、例えば、
従来の検出器３６（例として、全ての高次モード放射を
集めることができる広域検出器）による検出の利用のた
めに利用できる。少なくとも原理的には、グレーティン
グ３５は結合領域のファイバ１１ダウンストリーム（フ
ァイバ３４は随意にファイバ１１と連続していてもよ
い）へと書き込むことができるが、ファイバ３４はファ
イバ１１へスプライスされる。
説明する。この装置３０は、図１に示したようにＭＤＣ
を有する。ファイバ３１、３２は、シングルモードファ
イバであり、ファイバ３３、３４は、マルチモードファ
イバである。ＷＤＭシングルモード（０，１）放射（λ
1,λ2,...λN）はファイバ３４の結合領域にわたって本
質的に変化せずに伝搬し、この結合領域は、ブレーズ屈
折率グレーティング３５からなる。所定の波長（例え
ば、λ1）の放射は、グレーティングによって高次空間
モード（例えば、（１，１））で反射する。この（１，
１）放射は、第２ファイバ１２へと結合され、ファイバ
３３へ向かってこの中へと伝搬する。ここで、例えば、
従来の検出器３６（例として、全ての高次モード放射を
集めることができる広域検出器）による検出の利用のた
めに利用できる。少なくとも原理的には、グレーティン
グ３５は結合領域のファイバ１１ダウンストリーム（フ
ァイバ３４は随意にファイバ１１と連続していてもよ
い）へと書き込むことができるが、ファイバ３４はファ
イバ１１へスプライスされる。
【００３３】図３の実施例は、「除去された」チャネル
λ1を（０，１）モードとして利用手段へ与えるように
変更できる。このことは、λ1（１，１）光をλ1（０，
１）光へと変換する透過型ＭＣＧでマルチモードファイ
バ３３を置き換えることによって達成できる。所望なら
ば、シングルモードファイバの長さは、透過型ＭＣＧの
出力へとスプライスされ、このシングルモードファイバ
が除去されたチャネルを利用手段へと導くようにされ
る。
λ1を（０，１）モードとして利用手段へ与えるように
変更できる。このことは、λ1（１，１）光をλ1（０，
１）光へと変換する透過型ＭＣＧでマルチモードファイ
バ３３を置き換えることによって達成できる。所望なら
ば、シングルモードファイバの長さは、透過型ＭＣＧの
出力へとスプライスされ、このシングルモードファイバ
が除去されたチャネルを利用手段へと導くようにされ
る。
【００３４】図４は、Ｎ＝４である場合の図３のＭＣＧ
の透過スペクトルを概略的に示すグラフ図である。
の透過スペクトルを概略的に示すグラフ図である。
【００３５】図５には、除去多重化装置５０を示してあ
る。ファイバ５１、５２、５３はシングルモードファイ
バであり、ファイバ１１、１２、５４、５５はマルチモ
ードファイバである。ＷＤＭ（０，１）放射λ1,
λ2,...λNはファイバ５１を通ってＭＤＣへと伝搬し、
全ての波長は結合領域を通ってファイバ５４へと通過す
る。グレーティング５６は１つのチャネルを除いて全て
通過させるように選択され、その１つのチャネル
（λ1）は高次モード（例えば、（０，１））で反射す
る。この高次モードはファイバ１２へと結合され、ファ
イバ５５内をグレーティング５７へと進む。反射したλ
1（０，１）放射は、ファイバ１２内のＭＤＣを通り抜
け、ファイバ５３から利用（例えば、検出）できる。
る。ファイバ５１、５２、５３はシングルモードファイ
バであり、ファイバ１１、１２、５４、５５はマルチモ
ードファイバである。ＷＤＭ（０，１）放射λ1,
λ2,...λNはファイバ５１を通ってＭＤＣへと伝搬し、
全ての波長は結合領域を通ってファイバ５４へと通過す
る。グレーティング５６は１つのチャネルを除いて全て
通過させるように選択され、その１つのチャネル
（λ1）は高次モード（例えば、（０，１））で反射す
る。この高次モードはファイバ１２へと結合され、ファ
イバ５５内をグレーティング５７へと進む。反射したλ
1（０，１）放射は、ファイバ１２内のＭＤＣを通り抜
け、ファイバ５３から利用（例えば、検出）できる。
【００３６】付加多重化装置 図６は、低損失付加多重化装置６０を示す。ファイバ６
１、６２、６３はシングルモードファイバであり、ファ
イバ１１、１２、６４、６５はマルチモードファイバで
ある。
１、６２、６３はシングルモードファイバであり、ファ
イバ１１、１２、６４、６５はマルチモードファイバで
ある。
【００３７】付加されるチャネル（例えば、（０，１）
空間モードの）はファイバ６３を通ってＭＤＣのファイ
バ１２へと、そしてファイバ６５へと伝搬する。グレー
ティング６６は高次空間モード（通常、（１，１））の
λ1を反射し、これはファイバ１１へと結合し、ファイ
バ６４にあるグレーティング６７へと伝搬し、ここで
（０，１）モードで反射し、ファイバ１１を通ってファ
イバ６１へと伝搬する。チャネルλ2,...λN（全て
（０，１））はファイバ６２上をファイバ６４へと伝搬
し、そしてモード変換や相当な減衰なしでグレーティン
グ６７を通ってファイバ１１へ、そしてファイバ６１へ
と伝搬する。ここでは、チャネルλ1,λ2,...λN（全て
（０，１））を利用することができる（例えば、次のノ
ードへの伝送のため）。
空間モードの）はファイバ６３を通ってＭＤＣのファイ
バ１２へと、そしてファイバ６５へと伝搬する。グレー
ティング６６は高次空間モード（通常、（１，１））の
λ1を反射し、これはファイバ１１へと結合し、ファイ
バ６４にあるグレーティング６７へと伝搬し、ここで
（０，１）モードで反射し、ファイバ１１を通ってファ
イバ６１へと伝搬する。チャネルλ2,...λN（全て
（０，１））はファイバ６２上をファイバ６４へと伝搬
し、そしてモード変換や相当な減衰なしでグレーティン
グ６７を通ってファイバ１１へ、そしてファイバ６１へ
と伝搬する。ここでは、チャネルλ1,λ2,...λN（全て
（０，１））を利用することができる（例えば、次のノ
ードへの伝送のため）。
【００３８】付加／除去多重化装置 図７で示した低損失付加／除去多重化装置を形成するた
めにＭＣＧに２つのＭＤＣを組み合わすことができる。
ファイバ７１、７２、７３、７４はシングルモードファ
イバであり、他の全てのファイバはマルチモードファイ
バである。チャネルλ1,λ2,...λN（全て（０，１））
は、ファイバ７１から装置に入り、チャネルλ2,...λN
（全て（０，１））は実質的に減衰なしで装置を伝搬
し、ファイバ７４にて現れる。λ1放射はグレーティン
グ７５にて反射され、（１，１）へと変えられる。これ
はグレーティング７６へと伝搬し、ここで反射して
（０，１）へと変えられ、ファイバ７２へと伝搬して検
出等の利用のために利用できる。
めにＭＣＧに２つのＭＤＣを組み合わすことができる。
ファイバ７１、７２、７３、７４はシングルモードファ
イバであり、他の全てのファイバはマルチモードファイ
バである。チャネルλ1,λ2,...λN（全て（０，１））
は、ファイバ７１から装置に入り、チャネルλ2,...λN
（全て（０，１））は実質的に減衰なしで装置を伝搬
し、ファイバ７４にて現れる。λ1放射はグレーティン
グ７５にて反射され、（１，１）へと変えられる。これ
はグレーティング７６へと伝搬し、ここで反射して
（０，１）へと変えられ、ファイバ７２へと伝搬して検
出等の利用のために利用できる。
【００３９】付加チャネルλ* 1（０，１）はファイバ７
３からグレーティング７７へと伝搬し、ここで（１、
１）モードにて反射する。（１，１）放射はグレーティ
ング７５へと伝搬し、ここでλ2,...λN（全て（０，
１）として）とともに利用できる。付加チャネルは、と
表され、波長が除去チャネルのものと同じであるが情報
内容が異なることを表す。
３からグレーティング７７へと伝搬し、ここで（１、
１）モードにて反射する。（１，１）放射はグレーティ
ング７５へと伝搬し、ここでλ2,...λN（全て（０，
１）として）とともに利用できる。付加チャネルは、と
表され、波長が除去チャネルのものと同じであるが情報
内容が異なることを表す。
【００４０】上述の実施例は単なる例であり、付加、除
去、付加／除去の機能をＭＤＣとＭＣＧを異なるように
組み合わせることにより得ることができる。また、ＭＤ
Ｃ及びＭＣＧはいかに示すように異なる機能（例えば、
パワーコンバイナ）を得るために組み合わせることがで
きる。さらに、どのチャネルを付加又は除去してもよ
く、λ1を除去又は付加されたチャネルとしたのは説明
する目的のみによる。モード結合プロセスで関わる
（１，１）は高次モードである必要はなく、モードは例
えば（０，２）とすることができる。低い高次モード
（ｍ＋ｎ≦４）が通常好ましいが、実際にＭＤＣは通常
２つの非類似のマルチモードファイバからなるが、いか
なる高次モード（ｍ，ｎ）でもよい。ＭＣＤは通常、２
つの非類似マルチモードファイバからなり、高次モード
放射を搬送しなければならないいずれのファイバをもマ
ルチモード（通常、デュアルモード）ファイバであるこ
とを要し、高次モード放射を搬送しないファイバは通常
シングルモードファイバである。
去、付加／除去の機能をＭＤＣとＭＣＧを異なるように
組み合わせることにより得ることができる。また、ＭＤ
Ｃ及びＭＣＧはいかに示すように異なる機能（例えば、
パワーコンバイナ）を得るために組み合わせることがで
きる。さらに、どのチャネルを付加又は除去してもよ
く、λ1を除去又は付加されたチャネルとしたのは説明
する目的のみによる。モード結合プロセスで関わる
（１，１）は高次モードである必要はなく、モードは例
えば（０，２）とすることができる。低い高次モード
（ｍ＋ｎ≦４）が通常好ましいが、実際にＭＤＣは通常
２つの非類似のマルチモードファイバからなるが、いか
なる高次モード（ｍ，ｎ）でもよい。ＭＣＤは通常、２
つの非類似マルチモードファイバからなり、高次モード
放射を搬送しなければならないいずれのファイバをもマ
ルチモード（通常、デュアルモード）ファイバであるこ
とを要し、高次モード放射を搬送しないファイバは通常
シングルモードファイバである。
【００４１】低損失パワーコンバイナ ２つ、さらには３つのダイオードポンプレーザの出力を
組み合わせて、高パワーファイバレーザをポンピングす
ることがしばしば望まれる。図８には、このようなパワ
ーコンバイナ８０を示し、ファイバ８３、８４、８５は
シングルモードファイバであり、他の全てのファイバは
マルチモードファイバである。λ1（０，１）放射はフ
ァイバ８５を通ってファイバ１２へと、そしてグレーテ
ィング８６へと伝搬し、ここで高次モード（通常、
（１，１））へと反射される。次に、この放射はファイ
バ１１へと結合され、グレーティング８７へと伝搬し、
ここで（０，１）モードに反射され、ファイバ８３へと
伝搬する。λ2（０，１）放射はモード変換又は相当な
減衰なしでグレーティング８７を通り抜けてファイバ１
１、そしてファイバ８３へと伝搬し、λ1（０，１）と
λ2（０，１）が組合わさり、利用することができる。
組み合わせて、高パワーファイバレーザをポンピングす
ることがしばしば望まれる。図８には、このようなパワ
ーコンバイナ８０を示し、ファイバ８３、８４、８５は
シングルモードファイバであり、他の全てのファイバは
マルチモードファイバである。λ1（０，１）放射はフ
ァイバ８５を通ってファイバ１２へと、そしてグレーテ
ィング８６へと伝搬し、ここで高次モード（通常、
（１，１））へと反射される。次に、この放射はファイ
バ１１へと結合され、グレーティング８７へと伝搬し、
ここで（０，１）モードに反射され、ファイバ８３へと
伝搬する。λ2（０，１）放射はモード変換又は相当な
減衰なしでグレーティング８７を通り抜けてファイバ１
１、そしてファイバ８３へと伝搬し、λ1（０，１）と
λ2（０，１）が組合わさり、利用することができる。
【００４２】図９には、トリプルパワーコンバイナの例
を示す。ファイバ９１、９２、９３、９４はシングルモ
ードファイバであり、他の全てはマルチモードファイバ
である。λ1（０，１）放射は、ファイバ９１からグレ
ーティング９５、９６を通って、出力ファイバ９３へと
伝搬する。λ2（０，１）放射はファイバ９２からグレ
ーティング９７へと伝搬し、（１，１）モードとして反
射し、ファイバ１１に結合し、グレーティング９５へ伝
搬し、ここで（０，１）として反射してこれはファイバ
９３へと伝搬する。λ3（１，１）放射はグレーティン
グ９７を通って伝搬し、ファイバ１１へと結合し、グレ
ーティング９６へと伝搬してここで（０，１）として反
射され、ファイバ９３へと伝搬してここでは３つの波長
全ては（０，１）として利用できる。
を示す。ファイバ９１、９２、９３、９４はシングルモ
ードファイバであり、他の全てはマルチモードファイバ
である。λ1（０，１）放射は、ファイバ９１からグレ
ーティング９５、９６を通って、出力ファイバ９３へと
伝搬する。λ2（０，１）放射はファイバ９２からグレ
ーティング９７へと伝搬し、（１，１）モードとして反
射し、ファイバ１１に結合し、グレーティング９５へ伝
搬し、ここで（０，１）として反射してこれはファイバ
９３へと伝搬する。λ3（１，１）放射はグレーティン
グ９７を通って伝搬し、ファイバ１１へと結合し、グレ
ーティング９６へと伝搬してここで（０，１）として反
射され、ファイバ９３へと伝搬してここでは３つの波長
全ては（０，１）として利用できる。
【００４３】上述のように、波長の１つ（例えば、
λ3）を高次モード（例えば、（１，１））として導入
する必要がある。このことは例えば、λ3（０，１）を
λ3（１，１）へと変換する透過型ＭＣＧでファイバ９
４を置き換えること、あるいは出力が（１，１）である
ファイバレーザをλ3放射源として用いることによって
容易に達成できる。
λ3）を高次モード（例えば、（１，１））として導入
する必要がある。このことは例えば、λ3（０，１）を
λ3（１，１）へと変換する透過型ＭＣＧでファイバ９
４を置き換えること、あるいは出力が（１，１）である
ファイバレーザをλ3放射源として用いることによって
容易に達成できる。
【００４４】パワーコンバイナの多くの変形例は可能で
ある。例えば、λ1（０，１）は、ＷＤＭチャネル
λ1,...λN（全て（０，１））で置き換えることがで
き、残りの２つの入力ポートがポンピング放射を受け取
り、ファイバ９３を希土類ドープ増幅ファイバとするこ
とができる。
ある。例えば、λ1（０，１）は、ＷＤＭチャネル
λ1,...λN（全て（０，１））で置き換えることがで
き、残りの２つの入力ポートがポンピング放射を受け取
り、ファイバ９３を希土類ドープ増幅ファイバとするこ
とができる。
【００４５】図１０には、本発明の光導波路通信システ
ムを示す。ＷＤＭ送信機１０１は波長λ1,λ2,...λNの
光を供給し、この光は光導波路１０２へと結合し、ＷＤ
Ｍ受信機１０３へ向かって伝搬する。ＷＤＭ送信機及び
受信機の間には本発明の付加／除去装置１０４を配置し
てある。所望のチャネル（例えば、λ1）はＷＤＭ伝送
から逆多重化され、除去受信機１０６で受信され、所望
のチャネル（例えば、λ* 1）が付加送信機１０５によっ
て供給され、ＷＤＭ伝送に加えられ、ＷＤＭ受信機がチ
ャネルλ* 1,λ2,...λNを受信するようにされる。
ムを示す。ＷＤＭ送信機１０１は波長λ1,λ2,...λNの
光を供給し、この光は光導波路１０２へと結合し、ＷＤ
Ｍ受信機１０３へ向かって伝搬する。ＷＤＭ送信機及び
受信機の間には本発明の付加／除去装置１０４を配置し
てある。所望のチャネル（例えば、λ1）はＷＤＭ伝送
から逆多重化され、除去受信機１０６で受信され、所望
のチャネル（例えば、λ* 1）が付加送信機１０５によっ
て供給され、ＷＤＭ伝送に加えられ、ＷＤＭ受信機がチ
ャネルλ* 1,λ2,...λNを受信するようにされる。
【００４６】
【実施例】Δｎ＝０．０４４で、カットオフ波長１７５
０ｎｍを有するデュアルモードＧｅ−Ａｌシリケートフ
ァイバを従来の方法で２．８mol％の分子デューテリウ
ム(molecular deuterium)へと置くことによって感光性
処理した。このファイバは位相マスクを通して３ｍｍ×
０．６ｍｍのＦＷＨＭのガウスビームへとエキシマポン
プされた周波数２倍化ダイレーザから１４２秒間露出し
た。レーザ出力は２４２ｎｍで３０Ｈｚであり、２５ｍ
Ｊ／パルス／ｃｍ2の流れであり、ファイバの軸に３ｍ
ｍビームの寸法で位置合わせした。０次ヌル化位相マス
クは０．９０３μｍの周期Λoを有した。ブレーズ角
は、６゜１５’であり、得たグレーティングは、波長約
１３４０ｎｍの（０，１）／（１，１）反射型ＭＣＧで
あり、この波長の約１０ｎｍの範囲内では（０，１）／
（０，１）反射は実質的になかった。
０ｎｍを有するデュアルモードＧｅ−Ａｌシリケートフ
ァイバを従来の方法で２．８mol％の分子デューテリウ
ム(molecular deuterium)へと置くことによって感光性
処理した。このファイバは位相マスクを通して３ｍｍ×
０．６ｍｍのＦＷＨＭのガウスビームへとエキシマポン
プされた周波数２倍化ダイレーザから１４２秒間露出し
た。レーザ出力は２４２ｎｍで３０Ｈｚであり、２５ｍ
Ｊ／パルス／ｃｍ2の流れであり、ファイバの軸に３ｍ
ｍビームの寸法で位置合わせした。０次ヌル化位相マス
クは０．９０３μｍの周期Λoを有した。ブレーズ角
は、６゜１５’であり、得たグレーティングは、波長約
１３４０ｎｍの（０，１）／（１，１）反射型ＭＣＧで
あり、この波長の約１０ｎｍの範囲内では（０，１）／
（０，１）反射は実質的になかった。
【００４７】第１及び第２デュアルモード光ファイアを
提供できた。ファイバは、伝搬定数β11が１３４０ｎｍ
と本質的に等しくあるように、その波長において伝搬定
数β01が実質的に異なるように選択した。各ファイバの
クラッド部は、上記３５０特許において示されている方
法で除去され、ファイバは同様に３５０特許で示されて
いるようにエバネッセント場結合するように組み立て
た。本質的に全てのＬＰ01の１３４０ｎｍ放射が結合器
をまっすぐ通り抜けるように伝搬するように、本質的に
全てのＬＰ11の１３４０ｎｍ放射が１つのファイバから
他のファイバへと結合するように、結合を選択した。こ
の組み立てられたファイバは、ＭＤＣを形成した。
提供できた。ファイバは、伝搬定数β11が１３４０ｎｍ
と本質的に等しくあるように、その波長において伝搬定
数β01が実質的に異なるように選択した。各ファイバの
クラッド部は、上記３５０特許において示されている方
法で除去され、ファイバは同様に３５０特許で示されて
いるようにエバネッセント場結合するように組み立て
た。本質的に全てのＬＰ01の１３４０ｎｍ放射が結合器
をまっすぐ通り抜けるように伝搬するように、本質的に
全てのＬＰ11の１３４０ｎｍ放射が１つのファイバから
他のファイバへと結合するように、結合を選択した。こ
の組み立てられたファイバは、ＭＤＣを形成した。
【００４８】ＭＤＣ及びＭＣＧは図３に示すようにして
組み合わせた。この組み合わせによって、ＷＤＭ光通信
システムにおいて１３４０ｎｍチャネルに対する除去機
能を行うように機能した。
組み合わせた。この組み合わせによって、ＷＤＭ光通信
システムにおいて１３４０ｎｍチャネルに対する除去機
能を行うように機能した。
【００４９】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の光導波路シ
ステムは、第１及び第２デュアルモード光ファイアを提
供できた。ファイバは、伝搬定数β11が１３４０ｎｍと
本質的に等しくあるよう、その波長において伝搬定数β
01が実質的に異なるように選択される。以上のようにし
て、付加／除去多重化装置やパワーコンバイナの中のモ
ード結合グレーティング及びモード識別結合器を改善し
て光導波路システムを提供できた。
ステムは、第１及び第２デュアルモード光ファイアを提
供できた。ファイバは、伝搬定数β11が１３４０ｎｍと
本質的に等しくあるよう、その波長において伝搬定数β
01が実質的に異なるように選択される。以上のようにし
て、付加／除去多重化装置やパワーコンバイナの中のモ
ード結合グレーティング及びモード識別結合器を改善し
て光導波路システムを提供できた。
【図１】モード識別結合（ＭＤＣ）の概略図。
【図２】ＭＤＣの製造に有用な２つのファイバに対して
の波長に対する有効屈折率のグラフ図。
の波長に対する有効屈折率のグラフ図。
【図３】ＭＤＣとＭＣＧを有する除去多重化装置の図。
【図４】図３のＭＣＧの透過スペクトルの概略図。
【図５】除去多重化装置の概略図。
【図６】付加多重化装置の概略図。
【図７】付加／除去多重化装置の概略図。
【図８】パワーコンバイナの概略図。
【図９】パワーコンバイナの概略図。
【図１０】本発明の光導波路通信システムの概略図であ
る。
る。
１０ ＭＤＣ １１ 第１光ファイバ １２ 第２光ファイバ １３ 結合領域 １４ 第１結合ポート １５ 第２結合ポート １６ 第３結合ポート １７ 第４結合ポート １８ 入力放射 ３０ 低損失除去多重化装置 ３１ 光ファイバ ３２ 光ファイバ ３３ 光ファイバ ３４ 光ファイバ ３５ ブレーズ屈折率グレーティング ３６ 検出器 ５０ 除去多重化装置 ５１、５２、５３ シングルモード光ファイバ ５４、５５ マルチモード光ファイバ ５６、５７ グレーティング ６０ 低損失付加多重化装置 ６１、６２、６３ 光ファイバ ６４、６５ マルチモード光ファイバ ６６ グレーティング ６７ グレーティング ７０ 付加／除去多重化装置 ７１、７２、７３、７４ シングルモード光ファイバ ７５、７６、７７ グレーティング ８０ パワーコンバイナ ８３、８４、８５ シングルモード光ファイバ ８６、８７ グレーティング ９１、９２、９３、９４ シングルモード光ファイバ ９５、９６、９７ グレーティング １００ 光導波路通信システム １０１ ＷＤＭ送信機 １０２ 光導波路 １０３ ＷＤＭ受信機 １０４ 付加／除去装置 １０５ 付加送信機 １０６ 除去受信機 １８１、１８２ 出力放射 １９１、１９３ マルチモード光ファイバ １９２ シングルモード光ファイバ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Ｍｏｕｎｔａｉｎ Ａｖｅｎｕｅ, Ｍｕｒｒａｙ Ｈｉｌｌ， Ｎｅｗ Ｊｅ ｒｓｅｙ 07974−0636Ｕ．Ｓ．Ａ. (72)発明者 アシシュ マドュカー ベンサーカー アメリカ合衆国、07922 ニュージャージ ー、バークレー ハイツ、ダリア レーン 10 (72)発明者 ケネス リー ウォーカー アメリカ合衆国、07974 ニュージャージ ー、ニュー プロビデンス、セントラル アベニュー 1003
Claims (12)
- 【請求項１】 （Ａ）波長λiの第１電磁放射の放射源
（１０１）と、 （Ｂ）前記第１電磁放射を利用する利用手段（１０３）
と、 （Ｃ）前記放射源と前記利用手段の間に配置されたモー
ド識別結合器（１０）及び反射モード結合手段（３４、
３５）からなる装置群を有する、前記放射源を前記利用
手段へと光接続する光導波路（１０２）とを有する光導
波路システム（１００）において、 （Ｄ）モード識別結合器（１０）は、エバネッセント場
結合により第２マルチモード光導波路（１２）へと結合
されたこれと異なる第１マルチモード光導波路（１１）
を有する４ポート（１４〜１７）結合器であり、 前記エバネッセント場結合は、基本空間モードの波長λ
iの電磁放射が前記２つのマルチモード光導波路の１つ
の上を前記モード識別結合器を通って伝搬し、 高次空間モードの波長λiの電磁放射は、前記マルチモ
ード光導波路の１つから前記マルチモード光導波路の他
方へと結合され、 （Ｅ）前記反射モード結合手段（３４、３５）は、ピッ
チΛ＜１μｍでブレーズ角θ＞３゜であるブレーズ屈折
率グレーティングを有する反射モード結合グレーティン
グ（３５）からなるマルチモード光導波路（３４）の長
さからなり、 前記Λとθは、前記グレーティングが基本空間モードの
前記波長λiの放射を波長λi及び高次空間モードの放射
として反射するように、さらに、前記グレーティングが
波長λj（λiとλjの双方はスペクトル幅Δλ≦λi／１
００の範囲内である）の放射を実質的に反射しないよう
に選択されることを特徴とする光導波路システム。 - 【請求項２】 （Ｆ）波長λjの第２電磁放射の放射源
をさらに有し、 前記第２電磁放射は、前記光導波路内へと結合され、前
記装置群は、前記第１及び第２電磁放射を逆多重化する
ように選択されることを特徴とする請求項１記載の光導
波路システム。 - 【請求項３】 （Ｆ）波長λjの第２電磁放射の放射源
をさらに有し、 前記装置群は、前記光導波路上の前記第１及び第２電磁
放射を多重化するように選択されることを特徴とする請
求項１記載の光導波路システム。 - 【請求項４】 （Ｇ）波長λkの第３電磁放射の放射源
をさらに有し、 前記装置群は、前記光導波路上の前記第１及び第３電磁
放射を多重化するように選択されることを特徴とする請
求項２記載の光導波路システム。 - 【請求項５】 λjが本質的にλkと等しいことを特徴と
する請求項４記載の光導波路システム。 - 【請求項６】 （Ｆ）波長λjの第２電磁放射の放射源
をさらに有し、 前記装置群は、前記光導波路上の前記第１及び第２電磁
放射を多重化するように選択され、 前記利用手段は、前記第１及び第２電磁放射を利用する
ことを特徴とする請求項１記載の光導波路システム。 - 【請求項７】 （Ｇ）波長λkの第３電磁放射の放射源
をさらに有し、 前記装置群は、前記光導波路上の前記第１、第２及び第
３電磁放射を組み合わせるように選択される前記利用手
段は、前記第１、第２及び第３電磁放射を利用すること
を特徴とする請求項６記載の光導波路システム。 - 【請求項８】 前記光導波路は、シングルモード光ファ
イバからなることを特徴とする請求項１記載の光導波路
システム。 - 【請求項９】 前記装置群は、複数の反射モード結合手
段からなり、前記反射モード結合手段は、反射型光ファ
イバ屈折率グレーティングであることを特徴とする請求
項１記載の光導波路システム。 - 【請求項１０】 前記装置群は、複数のモード識別結合
器からなり、前記モード識別結合器は、光ファイバ結合
器であることを特徴とする請求項９記載の光導波路シス
テム。 - 【請求項１１】 前記基本空間モードは、ＬＰ01モード
であり、前記高次空間モードは、ＬＰ11モードであるこ
とを特徴とする請求項１０記載の光導波路システム。 - 【請求項１２】 前記利用手段は、光導波路増幅器から
なることを特徴とする請求項６又は７記載の光導波路シ
ステム。
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